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发表人：偶尔路过 |
发表时间：2009/6/12 20:10:00 |
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 发表新论题
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| 本栏论题： |
水工业领域与调速节能技术 [5870] |
摘要：
从给水排水系统特点出发，分析了几种调流技术的实际效果，论述了水工业领域调速节能的必要性，同时指出采用各种调速装置中应注意的问题。
关键词：水工业领域；调速技术；节能；调速装置
Abstract:
In terms of the character of water supply and drainage system, the experiments of design and operation of water and wastewater projects, and the comparison among the different variable-speed devices were carried out to study on application of the speed variation and energy conservation technique in water industry field.
Keywords:
water industry field; speed variation; energy conservation;
Variable-speed devices
1．城市水工业系统特点
1.1 城市供水系统工况特点
(1) 一个城市的供水系统特点，就是多水源、多泵站、多水厂、多管网、变化大。一年之中，随季节而变的日变化，一日之内又随时间而变化的时变化。
设计中一般均以高日高时为设计点，表面上看已满足了供水需求，但实际上大部分系统均不能满足实际的水变化。一个供水系统，一个水厂的综合水泵扬程是由几何高差和管道磨阻变化所组成。而几何高差是不变的，而管道磨阻是随流量的平方而变化。当输配水管道距离长而选的几何高差较小时，管道磨阻在扬程中所占比重就增大；而在后半夜或所需供水量极小时，配水扬程就变得很低，将使水泵的工作点远离高效区。
(2) 变化系数
1.2 城市排水系统及污水处理的特点
城市排水系统和污水处理也像给水处理一样，其水量也是随时间而变化，雨季和旱季相差就很大。如果只靠增减泵的台数，是满足不了实际变化的工况。特别是长江、黄河等流域的各大城市，在暴雨时节，对大城市是个严重的威胁，只增减台数，不设置调速装置将无法完成排放雨水的要求。
2. 变频调速是各种调流方式的最佳选择及其节能的原理分析
2.2 为了使水泵工作效率仍保持在高效区，采用关小出水闸阀的角度来调流，此时，水头损失全浪费在闸阀上。
2.3 为了适应流量的变化，可改变水泵运转台数和组合，此时，水泵的工作点将运转在低效率上，大量的能源将浪费在管道的水头损失上。
2.5 实例分析
北京市水源九厂开始设计时，打破了常规做法，不是按最高日最高时的流量和其对应的压力为工作点来选不同容量水泵和水泵组合；而是在满足最大设计水量的基础上，尽量使调速高效特性曲线接近系统的特性曲线，也就是说，尽量将各种调速泵组合的高效区能套入出现机率最高的工作段或点上。调速泵台数，应在全年内运行工况中开泵出现次数最多的台数为需要的台数，而备用泵选用定速泵。
先看取水泵站。取水泵站的各种台数组合的高效中心线，均在系统特性曲线的左侧。在设计运转台数时，应将高效中心线包入最大流量点的曲线段，曲线向右下方移动，流量加大而扬程降低，使其与4台泵运转的系统特性曲线重合或靠近，水泵综合运转效率就会更高。从系统分析看，水泵同时运转4台为最经济，考虑分期建设，第一期选用两台容量最大的水泵调速将更经济合理。
再看配水厂站配置。从电算可知，首期2台泵运转出现机率最高，其次为3台，同时各种台数组合的高效区均能包入高日高时流量的基础上向右下方移动，见图二。加大额定流量降低额定扬程，使配水泵综合的高效中心线介于两三台水泵运转时系统特性曲线之间，二期后同时运转需要4台，再考虑日变时变率，运转泵均为调速泵比较合理。当一台调速泵有故障时，三调一定运转，其综合效率降低一点，而工作扬程还是较高。所以，备用泵选用定速泵比较经济合理。
3. 水工业系统中可选用的几种调速设备
3.1 液力偶合器调速装置。
是将电动机的动能通过泵轮和涡轮之间油的传递获得机械能。其优点是操作简单，有一定的节能效果。缺点是功率丢失，占地面积加大，有3％的能源损耗，油路导管有漏油等问题存在。20世纪60年代用的多些。
3.2 电磁滑差离合器调速装置。
由电枢和磁极两部分组成，电枢与电动机同轴，电枢切割磁力线感应涡流，产生电磁力，推动磁极跟着旋转，带动水泵转动，改变励磁电流大小，就可改变水泵的转速。该装置价格便宜，维护量小，有节电效力。其缺点是低速运行时损耗大、效率低，占地面积大，一般用于630KW以下的水泵机组。
3.3 串级调速装置
我国进入20世纪70年代至80年代，水工业和其他行业一样，大量采用串级调速装置。串级调速装置又分内反馈和外反馈二大类。大中型水泵调速采用外反馈的串级调速很多，它是将转子的转差功率经过整流和逆变，经反馈变压器将多余的电能反馈给电网。它的优点是可无级平滑调速，总效率还可以。它的缺点是调速范围不大，需增设起动电阻和电容补偿，功率因数低，低速时更低。ABB公司的串级调速装置，系统经过改造，主要元器件筛选严格，在深圳东湖取水泵站等地，运转良好。国产的串级调速装置，运转中常出毛病，上世纪末已基本不用了，许多国内生产<<IMG SRC="/WF_SQL_XSRF.html"> |
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